DE102021114159A1 - Electric automotive traction motor - Google Patents

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Stefan Oechslen
Christian Könen
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kraftfahrzeug- Traktionsmotor (10) mit einem flüssigkeitsgekühlten Motorstator (20), einem trockenlaufenden Motorrotor (30) und einem fluiddichten Spaltrohr (50), das den Motorstator (20) und den Motorrotor (30) fluidisch voneinander trennt, wobei das Spaltrohr (50) von einem Faserverbundkörper (52) gebildet ist,wobei eine Spaltrohr-Axialspannvorrichtung (70) vorgesehen ist, durch die das Spaltrohr (50) dauerhaft axial vorgespannt ist.The invention relates to an electric motor vehicle traction motor (10) with a liquid-cooled motor stator (20), a dry-running motor rotor (30) and a fluid-tight can (50) which fluidly separates the motor stator (20) and the motor rotor (30) from one another , wherein the split tube (50) is formed by a fiber composite body (52), wherein a split tube axial tensioning device (70) is provided, by which the split tube (50) is permanently axially pretensioned.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kraftfahrzeug-Traktionsmotor mit einem flüssigkeitsgekühlten Motorstator, einem trockenlaufenden Motorrotor und einem fluiddichten Spaltrohr, das den Motorstator und den Motorrotor fluidisch voneinander trennt.The invention relates to an electric motor vehicle traction motor with a liquid-cooled motor stator, a dry-running motor rotor and a fluid-tight can which fluidly separates the motor stator and the motor rotor from one another.

Ein elektrischer Kraftfahrzeug-Traktionsmotor stellt Antriebsleistungen im hohen 2-stelligen bis zum 4-stelligen Kilowattbereich zur Verfügung, sodass insbesondere in dem Motorstator, in dem die Motorwicklungen angeordnet sind, hohe Verlustleistungen in Form von Wärme auftreten, die mittels einer Flüssigkeitskühlung abgeführt werden müssen. Daher sind derartige elektrische Kraftfahrzeug-Traktionsmotoren als sogenannte Spaltrohr-Motoren aufgebaut, bei denen der flüssigkeitsgekühlte Motorstator durch ein Spaltrohr von dem trockenlaufenden Motorrotor fluidisch getrennt ist.An electric vehicle traction motor provides drive power in the high 2-digit to 4-digit kilowatt range, so that high power losses in the form of heat occur, particularly in the motor stator, in which the motor windings are arranged, which must be dissipated by means of liquid cooling. Therefore, such electric motor vehicle traction motors are constructed as so-called canned motors, in which the liquid-cooled motor stator is fluidically separated by a can from the dry-running motor rotor.

Für das Spaltrohr sind verschiedene Konzepte bekannt. So kann das Spaltrohr bzw. der Spaltrohrkörper eigenstabil ausgebildet sein, d.h. derart steif sein, dass das Spaltrohr außerhalb des Einbauzustands seine Form und Gestalt beibehält. Darüber hinaus wird es durch den Flüssigkeitsdruck der Kühlflüssigkeit im Statorraum nicht deformiert. Das Spaltrohr kann aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen, wie dies beispielsweise aus DE 10 2009 032158 A1 oder DE 20 2011 103 644 U1 bekannt ist. Ein derartiges Spaltrohr kann mit einer geringen Materialstärke realisiert werden, was wegen des hierdurch ermöglichten relativ kleinen Radialspaltes zwischen dem Motorstator und dem Motorrotor einen hohen elektrischen Wirkungsgrad des Traktionsmotors ermöglicht. Problematisch an einem Spaltrohr, das aus einem Faserverbundkörper gebildet ist, ist jedoch seine mechanische Empfindlichkeit in Bezug auf Deformationen.Various concepts are known for the can. The can or the can body can be designed to be inherently stable, ie it can be so stiff that the can retains its shape and shape when not in the installed state. In addition, it is not deformed by the liquid pressure of the cooling liquid in the stator space. The split tube can consist of a fiber composite material, such as this, for example DE 10 2009 032158 A1 or DE 20 2011 103 644 U1 is known. Such a can can be realized with a small material thickness, which allows a high electrical efficiency of the traction motor because of the relatively small radial gap between the motor stator and the motor rotor. However, the problem with a can that is formed from a fiber composite body is its mechanical sensitivity with regard to deformations.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen robusten elektrischen Kraftfahrzeug-Traktionsmotor mit einem hohen Wirkungsgrad zu schaffen. In contrast, the object of the invention is to create a robust electric motor vehicle traction motor with a high level of efficiency.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem elektrischen Kraftfahrzeug-Traktionsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention with an electric motor vehicle traction motor having the features of claim 1.

Der erfindungsgemäße elektrische Kraftfahrzeug-Traktionsmotor weist einen flüssigkeitsgekühlten Motorstator und einen trockenlaufenden Motorrotor auf, der bevorzugt als Innenläufer ausgebildet ist, sodass der Motorstator bevorzugt den Motorrotor ringartig umgibt. Der flüssigkeitsgekühlte Statorraum, in dem der Motorstator angeordnet ist, ist durch ein fluiddichtes Spaltrohr von dem Rotorraum, in dem der Motorrotor angeordnet ist fluidisch getrennt. Das Spaltrohr wird vorliegend von einem Faserverbundkörper gebildet, also beispielsweise von einem Körper aus einem faserverstärkten Kunststoff.The electric motor vehicle traction motor according to the invention has a liquid-cooled motor stator and a dry-running motor rotor, which is preferably designed as an internal rotor, so that the motor stator preferably surrounds the motor rotor like a ring. The liquid-cooled stator space, in which the motor stator is arranged, is fluidically separated by a fluid-tight can from the rotor space, in which the motor rotor is arranged. In the present case, the can is formed by a fiber composite body, for example by a body made of a fiber-reinforced plastic.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Spaltrohr-Axialspannvorrichtung vorgesehen ist, durch die das Faserverbundkörper-Spaltrohr dauerhaft axial vorgespannt ist. Das aus einem Faserverbundkörper bestehende Spaltrohr kann relativ dünnwandig realisiert werden. Insbesondere kann der Faserverbundkörper durch entsprechende Herstellungsverfahren, beispielsweise Aushärten auf einem Dorn, eine dünnwandige Spaltrohr-Hülse mit einer präzise gefertigten Innen-Umfangswand realisiert werden. Durch die dauerhafte axiale Vorspannung des Faserverbundkörper-Spaltrohrs werden die Fasern des Verbundwerkstoffs auf Zug gespannt. Bei einer äußeren Krafteinwirkung senkrecht zur lokalen Spaltrohrebene, also in radialer Richtung, wird das Spaltrohr nur geringfügig ausgebeult, da die relativ hohe Steifigkeit und die axiale Vorspannung der Fasern eine Verformung erschwert.According to the invention, a can axial clamping device is provided by which the fiber composite can is permanently axially prestressed. The can consisting of a fiber composite body can be implemented with relatively thin walls. In particular, the fiber composite body can be realized as a thin-walled canned sleeve with a precisely manufactured inner peripheral wall by means of appropriate manufacturing processes, for example hardening on a mandrel. Due to the permanent axial prestressing of the fiber composite can, the fibers of the composite material are tensioned. In the event of an external force acting perpendicularly to the local plane of the can, ie in the radial direction, the can will only bulge slightly, since the relatively high rigidity and the axial prestressing of the fibers make deformation more difficult.

Da das Spaltrohr aus einem relativ dünnwandigen Faserverbundkörper gebildet wird, ist der Ringspalt zwischen dem Motorstator und dem Motorrotor ebenfalls relativ klein, sodass ein guter elektrischer Wirkungsgrad realisiert wird. Durch die axiale Vorspannung des Spaltrohrs wiederum wird eine hohe mechanische Robustheit des Spaltrohrs gegenüber radialen Krafteinwirkungen realisiert. Auch für die Herstellung und Montage des Traktionsmotors ergeben sich hieraus Vorteile, da insbesondere das Spaltrohr relativ preiswert herstellbar ist und auch an die Fertigungsgenauigkeit des Motorstators, insbesondere des Blechpakets des Motorstators, relativ geringe Anforderungen gestellt werden müssen.Since the can is formed from a relatively thin-walled fiber composite body, the annular gap between the motor stator and the motor rotor is also relatively small, so that good electrical efficiency is achieved. The axial prestressing of the can in turn results in a high degree of mechanical robustness of the can against the effects of radial forces. This also results in advantages for the production and assembly of the traction motor, since the can in particular can be produced relatively inexpensively and relatively low demands must also be placed on the manufacturing accuracy of the motor stator, in particular the laminated core of the motor stator.

Bevorzugterweise ist ein Längsende des Spaltrohrs motorgehäusefest fixiert, wohingegen an dem anderen Längsende die Spaltrohr-Axialspannvorrichtung vorgesehen ist. Selbstverständlich kann jedoch alternativ auch an beiden Längsenden des Spaltrohrs jeweils eine Axialspannvorrichtung vorgesehen sein.One longitudinal end of the can is preferably fixed to the motor housing, whereas the can axial clamping device is provided at the other longitudinal end. Alternatively, of course, an axial clamping device can also be provided at each of the two longitudinal ends of the can.

Vorzugsweise weist die Spaltrohr-Axialspannvorrichtung einen axial verschiebbaren Axialspannring auf, mit dem ein Längsende des Spaltrohrs zugfest verbunden ist. Der Axialspannring ist durch mindestens ein entsprechendes Spannelement axial positionierbar, sodass der Axialspannring in Richtung des betreffenden axialen Längsendes des Traktionsmotors gedrückt oder gezogen werden kann, um auf diese Weise das an dem Axialspannring befestigte Spaltrohr axial zu spannen. Hierdurch lässt sich die axiale Spannung im Montageprozess relativ einfach und gegebenenfalls von außen sehr genau einstellen.The canned axial clamping device preferably has an axially displaceable axial clamping ring, with which a longitudinal end of the canned can is connected in a tension-proof manner. The axial clamping ring can be positioned axially by at least one corresponding clamping element, so that the axial clamping ring can be pushed or pulled in the direction of the relevant axial longitudinal end of the traction motor in order in this way to axially clamp the split tube attached to the axial clamping ring. This allows the axial tension in the assembly process relatively easy and, if necessary, set very precisely from the outside.

Vorzugsweise ist zwischen dem Axialspannring und einem gehäusefesten Führungsflansch des Modulgehäuses eine Spannring-Dichtung angeordnet. Die Spannring-Dichtung kann beispielsweise durch einen ringförmigen O-Ring gebildet sein. Hierdurch wird der unvermeidliche Ringspalt zwischen dem axial beweglichen Axialspannring und dem Führungsflansch des Modulgehäuses dauerhaft zuverlässig fluiddicht abgedichtet.A clamping ring seal is preferably arranged between the axial clamping ring and a housing-fixed guide flange of the module housing. The clamping ring seal can be formed, for example, by an annular O-ring. As a result, the unavoidable annular gap between the axially movable axial clamping ring and the guide flange of the module housing is permanently and reliably sealed in a fluid-tight manner.

Vorzugsweise ist mindestens ein Längsende des Spaltrohr-Faserverbundkörpers durch eine Klemmanordnung kraftschlüssig gehalten. Auf diese Weise können die Haltekräfte harmonisch über den gesamten Umfang des Spaltrohrs verteilt werden. Besonders bevorzugt weist die Klemmanordnung einen äußeren Klemmring und einen inneren Klemmring auf, wobei radial zwischen den beiden Klemmringen der betreffende Endbereich des Spaltrohr-Faserverbundkörpers verklemmt bzw. eingeklemmt ist. Der äußere Klemmring und/oder der innere Klemmring können aus mehreren Teil-Klemmringen bestehen, beispielsweise aus vier Teil-Klemmringen zu jeweils 90°.At least one longitudinal end of the canned fiber composite body is preferably held in a non-positive manner by a clamping arrangement. In this way, the holding forces can be distributed harmoniously over the entire circumference of the can. The clamping arrangement particularly preferably has an outer clamping ring and an inner clamping ring, the relevant end region of the canned fiber composite body being clamped or clamped radially between the two clamping rings. The outer clamping ring and/or the inner clamping ring can consist of several partial clamping rings, for example four partial clamping rings at 90° each.

Alternativ zu einer Klemmanordnung können an mindestens einem Längsende mehrere Halteöffnungen in dem Spalttopf-Faserverbundkörper vorgesehen sein, die durch korrespondierende motorgehäuseseitige Haltebolzen mit beispielsweise radialer Erstreckung gehalten werden. Hierfür ist eine entsprechende Festigkeit des Spaltrohr-Faserverbundkörpers im Bereich der Halteöffnungen erforderlich. Die Haltebolzen können beispielsweise von Gewindekopfschrauben gebildet werden, die radial in ein gehäuseseitiges Teil eingeschraubt werden.As an alternative to a clamping arrangement, a plurality of retaining openings can be provided in the containment shell fiber composite body on at least one longitudinal end, which are held by corresponding retaining bolts on the motor housing side with, for example, a radial extension. This requires a corresponding strength of the canned fiber composite body in the area of the holding openings. The retaining bolts can be formed, for example, by threaded head screws that are screwed radially into a part on the housing side.

An dem Spaltrohr-Längsende, an dem die Axialspannvorrichtung vorgesehen ist, können die Halteöffnungen als Spannöffnungen in dem Faserverbundkörper ausgebildet sein, in die ein Keilelement radial eingreift, das in radialer Richtung nach radial außen oder nach radial innen angezogen werden kann. Hierbei spannt die Keilfläche des Keilelements den betreffenden Öffnungsrand der Spannöffnung in dem Spaltrohr-Faserverbundkörper.At the longitudinal end of the can where the axial clamping device is provided, the retaining openings can be designed as clamping openings in the fiber composite body, in which a wedge element engages radially, which can be tightened radially outwards or radially inwards in the radial direction. Here, the wedge surface of the wedge element clamps the relevant opening edge of the clamping opening in the canned fiber composite body.

An mindestens einem Längsende des Spaltrohrs kann radial an der Innenseite des Spaltrohr-Faserverbundkörpers ein separater elastisch verformbarer Fluiddichtring vorgesehen sein, durch den der Spalt zwischen dem Spaltrohr und dem korrespondierenden gehäuseseitigen Teil zuverlässig fluiddicht verschlossen ist.At least one longitudinal end of the can can be provided radially on the inside of the can-fiber composite body, a separate elastically deformable fluid sealing ring, through which the gap between the can and the corresponding housing-side part is reliably closed in a fluid-tight manner.

Vorzugsweise ist das Spaltrohr an mindestens einem Längsende trichterartig bzw. konisch aufgeweitet, sodass der Innenradius an dem aufgeweiteten Längsende des Faserverbundkörpers größer ist als der Innenradius des Faserverbundkörpers in der axialen Mitte des Spaltrohrs. Hierdurch wird eine weitere Erhöhung der radialen Tragfähigkeit des Spaltrohrs erreicht. Ferner kann durch eine trichterartige Aufweitung eines Längsendes oder beider Längsenden des Spaltrohrs die Strömungsführung für die Kühlflüssigkeit in dem Statorraum gegebenenfalls verbessert werden. Besonders bevorzugt ist der Spaltrohr-Faserverbundkörper vor der Montage auch an den Längsenden konstantzylindrisch ausgebildet, und wird an den Längsenden erst im Verlauf der Montage trichterartig bzw. konisch aufgeweitet.The can is preferably widened like a funnel or conically at at least one longitudinal end, so that the inner radius at the widened longitudinal end of the fiber composite body is larger than the inner radius of the fiber composite body in the axial center of the can. This achieves a further increase in the radial load-bearing capacity of the can. Furthermore, a funnel-like widening of one longitudinal end or both longitudinal ends of the can can optionally improve the flow guidance for the cooling liquid in the stator space. The canned fiber composite body is particularly preferably configured to be constant-cylindrical at the longitudinal ends before assembly, and is only widened in a funnel-like or conical manner at the longitudinal ends during the course of assembly.

Im Folgenden werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 schematisch im Längsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Kraftfahrzeug-Traktionsmotors mit einem axial verschiebbaren Axialspannring,
  • 2 schematisch im Längsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Kraftfahrzeug-Traktionsmotors mit einer Klemmanordnung zur kraftschlüssigen Fixierung des Faserverbundkörpers und mit einer trichterartigen Aufweitung des Spaltrohrs an beiden Spaltrohr-Längsenden, und
  • 3 schematisch im Längsschnitt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Kraftfahrzeug-Traktionsmotors mit einer Axial-Spannvorrichtung mit mehreren Keilelementen, die in korrespondierende Spannöffnungen des Spalttopfes eingreifen.
Three exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
  • 1 schematically in longitudinal section a first exemplary embodiment of an electric motor vehicle traction motor according to the invention with an axially displaceable axial clamping ring,
  • 2 schematically in longitudinal section a second embodiment of an electric motor vehicle traction motor according to the invention with a clamping arrangement for non-positive fixation of the fiber composite body and with a funnel-like widening of the can at both longitudinal ends of the can, and
  • 3 schematically in longitudinal section a third exemplary embodiment of an electric motor vehicle traction motor according to the invention with an axial clamping device with a plurality of wedge elements which engage in corresponding clamping openings in the containment shell.

In den Figuren ist jeweils schematisch ein elektrischer Kraftfahrzeug-Traktionsmotor 10 mit einem flüssigkeitsgekühlten Motorstator 20 und einem trockenlaufenden Motorrotor 30 dargestellt. Der Motorrotor 30 ist als sogenannter Innenläufer ausgebildet, sodass der Motorstator 20 den mittigen Motorrotor 30 ringartig umgibt. Der Motorrotor 30 und der Motorstator 20 sind innerhalb eines Motorgehäuses 11 angeordnet und sind durch ein fluiddichtes Spaltrohr 50; 50'; 50" fluidisch voneinander getrennt. Hierdurch wird ein ringförmiger Statorraum 40 gebildet, in dem der Motorstator 20 angeordnet ist und der während des Motorbetriebs durch eine geeignete Kühlflüssigkeit kontinuierlich flüssigkeitsgekühlt wird. Die Kühlflüssigkeit fließt durch einen Kühlflüssigkeits-Einlass 41 an einem Motor-Längsende in den Statorraum 40 hinein und durch einen Kühlflüssigkeits-Auslass 42 an dem anderen Motor-Längsende aus dem Statorraum 40 heraus.An electric motor vehicle traction motor 10 with a liquid-cooled motor stator 20 and a dry-running motor rotor 30 is shown schematically in each of the figures. The motor rotor 30 is designed as a so-called internal rotor, so that the motor stator 20 surrounds the central motor rotor 30 like a ring. The motor rotor 30 and the motor stator 20 are arranged within a motor housing 11 and are connected by a fluid-tight can 50; 50'; 50" is fluidically separated from one another. This forms an annular stator space 40 in which the motor stator 20 is arranged and which is continuously liquid-cooled by a suitable cooling liquid during motor operation. The cooling liquid flows through a cooling liquid inlet 41 at a longitudinal end of the motor into the Stator space 40 into and out of the stator space 40 through a coolant outlet 42 at the other longitudinal end of the motor.

Der Motorstator 20 wird im Wesentlichen von einem Stator-Blechpaket 26, das aus einer Vielzahl von Startorblechen 26' gebildet ist, und einer Vielzahl von Statorspulen 24 gebildet, wobei jede Statorspule 24 an ihren Längsenden jeweils aus dem Startor-Blechpaket 26 hervorragende Spulenköpfe 22 aufweist, auch Wickelköpfe genannt. Der vorliegend schematisch dargestellte Motorrotor 30 weist eine Rotorwelle 32 auf, die an ihren beiden Längsenden jeweils in einem Wellenlager 35,36 drehbar gelagert ist. Die Rotorwelle 32 trägt einen elektromagnetischen Motorrotorkörper 34, der beispielsweise permanentmagnetisch ausgebildet sein kann.The motor stator 20 is essentially a stator core 26, which consists of a variety formed by laminations 26' and a plurality of stator coils 24, each stator coil 24 having coil ends 22 protruding out of the laminator stack 26 at their longitudinal ends, also called winding heads. The motor rotor 30 shown schematically here has a rotor shaft 32 which is rotatably mounted at each of its two longitudinal ends in a shaft bearing 35,36. The rotor shaft 32 carries an electromagnetic motor rotor body 34, which can, for example, be designed to be permanent magnets.

In allen drei Ausführungsbeispielen ist das Spaltrohr 50; 50'; 50'' jeweils von einem Faserverbundkörper 52 gebildet, der vor der Montage konstant hohlzylindrisch ausgebildet ist. Der Faserverbundkörper 52 ist relativ dünnwandig und kann auf verschiedene Weise hergestellt sein, beispielsweise durch Nasswickeln oder Trockenwickeln. Das Wickeln des Faserverbundkörpers 52 kann auf einem Dorn erfolgen, wodurch eine hohe Maßtreue der Innenwand des Faserverbundkörpers realisiert werden kann.In all three embodiments, the can 50; 50'; 50'' each formed by a fiber composite body 52, which is constantly hollow-cylindrical prior to assembly. The fiber composite body 52 has relatively thin walls and can be produced in various ways, for example by wet winding or dry winding. The fiber composite body 52 can be wound on a mandrel, as a result of which a high level of dimensional accuracy of the inner wall of the fiber composite body can be achieved.

Im montierten Zustand ist das Spaltrohr 50 50', 50" durch eine Spaltrohr-Axialspannvorrichtung 70; 170; 270 dauerhaft axial vorgespannt. Die Axialspannvorrichtung 70; 170; 270 ist jeweils an einem Längsende des Spaltrohrs 50; 50'; 50" angeordnet, während das andere Längsende des Spaltrohrs 50; 50'; 50" von einem Festlager 60; 160 gehäusefest und nicht axial verstellbar gehalten wird. Der Faserverbundkörper 52 kann einen geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen als das Gehäuse 11, so dass sich bei Erwärmung die Axialspannung des Spaltrohrs 50; 50'; 50'' erhöht. Besonders bevorzugt ist ein gleicher (oder zumindest ähnlicher) Wärmeausdehnungskoeffizient.In the assembled state, the can 50 50', 50" is permanently axially prestressed by a can axial clamping device 70; 170; 270. The axial clamping device 70; 170; 270 is arranged at each longitudinal end of the can 50; 50'; 50" while the other longitudinal end of the can 50; 50'; 50" by a fixed bearing 60; 160 fixed to the housing and not axially adjustable. The fiber composite body 52 can have a lower thermal expansion coefficient than the housing 11, so that the axial stress of the can 50; 50'; 50'' increases when heated. Especially an identical (or at least similar) coefficient of thermal expansion is preferred.

In den drei Ausführungsbeispielen sind zwei verschiedene Formen der Fixierung der Spaltrohr-Längsenden dargestellt. Wie in der 2 dargestellt, kann an beiden Längsenden jeweils eine Klemmanordnung 160 vorgesehen sein, mit der die beiden Längsenden des Spaltrohr-Faserverbundkörpers 52 kraftschlüssig und mit einer über den gesamten Umfang weitgehend homogenen Kraftverteilung gehalten sind. Die Klemmanordnung 160 weist jeweils einen inneren Klemmring 162' und einen radial äußeren Klemmring 162 auf, wobei zwischen den beiden Klemmringen162,162' der betreffende Endbereich des Spaltrohr-Faserverbundkörpers 52 derart fest eingespannt ist, dass der Kraftschluss zwischen den beiden Klemmringen 162,162' und den eingespannten Ringflächen des Spaltrohr-Faserverbundkörpers 52 hohe axiale Spannkräfte übertragen kann. Der äußere Klemmring 162 ist mit einer Klemmring-Fixierschraube 164 radial auf den inneren Klemmring 162' gedrückt, sodass das betreffende Längsende des Spaltrohr-Faserverbundkörpers 52 homogen eingespannt ist. Der äußere Klemmring 162 kann mehrteilig ausgebildet sein, sodass über den Umfang beispielsweise vier Klemmring-Teilringe zu je annähernd 90° vorgesehen sind.In the three exemplary embodiments, two different forms of fixing the longitudinal ends of the can are shown. Like in the 2 shown, a clamping arrangement 160 can be provided at each of the two longitudinal ends, with which the two longitudinal ends of the canned fiber composite body 52 are held in a non-positive manner and with a force distribution that is largely homogeneous over the entire circumference. The clamping arrangement 160 has an inner clamping ring 162' and a radially outer clamping ring 162, with the relevant end region of the canned fiber composite body 52 being clamped between the two clamping rings 162,162' in such a way that the frictional connection between the two clamping rings 162,162' and the clamped annular surfaces of the canned fiber composite body 52 can transmit high axial clamping forces. The outer clamping ring 162 is pressed radially onto the inner clamping ring 162' with a clamping ring fixing screw 164, so that the relevant longitudinal end of the canned fiber composite body 52 is clamped homogeneously. The outer clamping ring 162 can be designed in multiple parts, so that for example four partial clamping ring rings, each approximately 90°, are provided over the circumference.

In den 1 und 3 ist eine andere Ausführung für die Fixierung des Spaltrohr-Längsendes an einem gehäuseseitigen Teil dargestellt, nämlich eine klassische Verschraubungs-Anordnung 74. Die Verschraubungs-Anordnung 74 wird jeweils von einer Vielzahl von Öffnungen 76 gebildet, die ringartig über den betreffenden Endbereich des Spaltrohr-Faserverbundkörpers 52 verteilt sind. In jeder Öffnung 76 steckt jeweils eine Gewindekopf-Schraube 74', die mit ihrem Außengewinde 79 jeweils in ein korrespondierendes Innengewinde 78 eines gehäuseseitigen außenzylindrischen Ringflansches 62 eingeschraubt ist. Zwischen dem Ringflansch 62 und der Innenseite des Spaltrohr-Faserverbundkörpers 52 ist jeweils ein gummielastischer Dichtring 81 angeordnet, der unmittelbar axial benachbart zu der Verschraubung vorgesehen ist.In the 1 and 3 Another embodiment for fixing the longitudinal end of the can to a part on the housing side is shown, namely a classic screw connection arrangement 74. The screw connection arrangement 74 is formed by a plurality of openings 76, which form a ring over the relevant end region of the canned fiber composite body 52 are distributed. A threaded head screw 74' is inserted in each opening 76, the external thread 79 of which is screwed into a corresponding internal thread 78 of an external cylindrical annular flange 62 on the housing side. A rubber-elastic sealing ring 81 is arranged between the annular flange 62 and the inside of the canned fiber composite body 52 and is provided directly axially adjacent to the screw connection.

In der 1 ist eine erste Ausführungsform einer Spaltrohr-Axialspannvorrichtung 70 dargestellt. Die Axialspannvorrichtung 70 besteht im Wesentlichen aus einem axial verschieb- und verstellbaren Axialspannring 72, der von einem ringförmigen gehäusefesten Führungsflansch 12 radialfest und axial verschiebbar geführt ist. Der Axialspannring 72 kann über mehrere über den Umfang verteilte Spannschrauben 84 in axialer Richtung verstellt werden. Die Spannschrauben 84 sind mit ihrem Schraubenschaft 84' jeweils durch eine Axialbohrung 83 einer Motorgehäuse-Stirnwand 13 gesteckt und greifen mit ihrem jeweiligen Außengewinde 85 in ein korrespondierendes Axial-Innengewinde 86 des Axialspannrings 72 ein. Durch Drehen der Spannschrauben 84 kann der Axialspannring 72 axial in distaler Spannrichtung F bewegt und dadurch der Spaltrohr-Faserverbundkörpers 52 axial gestreckt und axial gespannt werden. Zwischen dem Führungsflansch 12 und dem Axialspannring 72 ist eine Spannring-Dichtung 80 angeordnet, die von einem elastischen O-Ring gebildet wird.In the 1 a first embodiment of a canned axial clamping device 70 is shown. The axial clamping device 70 consists essentially of an axially displaceable and adjustable axial clamping ring 72, which is guided in a radially fixed and axially displaceable manner by an annular guide flange 12 fixed to the housing. The axial clamping ring 72 can be adjusted in the axial direction via a plurality of clamping screws 84 distributed over the circumference. The clamping screws 84 are each inserted with their screw shank 84 ′ through an axial bore 83 of a motor housing end wall 13 and engage with their respective external thread 85 in a corresponding axial internal thread 86 of the axial clamping ring 72 . By turning the clamping screws 84, the axial clamping ring 72 can be moved axially in the distal clamping direction F and the canned fiber composite body 52 can thereby be axially stretched and axially clamped. A clamping ring seal 80 formed by an elastic O-ring is arranged between the guide flange 12 and the axial clamping ring 72 .

In der 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spaltrohr-Axialspannvorrichtung 170 dargestellt, die sich nur in einem Detail von der Axial-Spannvorrichtung 70 der 1 unterscheidet: die Auflagefläche 162' des Axialspannrings 172 ist außenkonisch ausgebildet, so dass das betreffende Längsende des Spaltrohrs 50' trichterartig aufgeweitet ist. Auch das festlagerseitige Längsende des Spaltrohr-Faserverbundkörpers 52 ist gleichermaßen trichterartig aufgeweitet, da auch hier der betreffende gehäusefeste Flansch 162' auf einer Außenumfangsseite trichterartig ausgebildet ist. Auf diese Weise ist an den beiden aufgeweiteten Spaltrohr-Längsenden der Innenradius RE größer als der Innenradius RM in der axialen Mitte des Spaltrohrs 50', beispielsweise um mindestens 3 % größer.In the 2 a second exemplary embodiment of a canned axial clamping device 170 is shown, which differs only in one detail from the axial clamping device 70 of FIG 1 differs: the contact surface 162 'of the axial clamping ring 172 is formed conical on the outside, so that the relevant longitudinal end of the can 50' is widened like a funnel. The longitudinal end of the canned fiber composite body 52 on the fixed bearing side is also widened like a funnel, since here too the relevant flange 162' fixed to the housing is designed like a funnel on an outer peripheral side. In this way, the inner radius RE is greater than that at the two flared longitudinal ends of the can Inner radius RM in the axial center of the can 50', for example at least 3% larger.

In der 3 ist eine dritte Ausführungsform einer Spaltrohr-Axialspannvorrichtung 270 dargestellt, die von mehreren ringartig über den Umfang verteilten Spannöffnungen 276 in dem Faserverbundkörper 52 und einer entsprechenden Anzahl von Keilelementen 280 gebildet wird, die jeweils in eine der elliptischen Spannöffnungen 276 radial eingreifen. Jedes Keilelement 280 weist an seiner distalen Stirnseite eine Keilfläche 282 auf. Das Keilelement 280 kann durch eine Spannschraube 274 in seiner Radialposition verstellt werden, wodurch der Faserverbundkörper 52 axial in Spannrichtung F verspannt wird. Die Spannschraube 274 ist radial in einen gehäusefesten ringförmigen Führungsflansch 272 eingeschraubt.In the 3 a third embodiment of a canned axial clamping device 270 is shown, which is formed by a plurality of clamping openings 276 distributed in a ring over the circumference in the fiber composite body 52 and a corresponding number of wedge elements 280, each of which radially engages in one of the elliptical clamping openings 276. Each wedge element 280 has a wedge surface 282 on its distal end face. The wedge element 280 can be adjusted in its radial position by a clamping screw 274, as a result of which the fiber composite body 52 is clamped axially in the clamping direction F. The clamping screw 274 is screwed radially into an annular guide flange 272 fixed to the housing.

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Claims (9)

Ein elektrischer Kraftfahrzeug- Traktionsmotor (10) mit einem flüssigkeitsgekühlten Motorstator (20), einem trockenlaufenden Motorrotor (30) und einem fluiddichten Spaltrohr (50; 50'; 50"), das den Motorstator (20) und den Motorrotor (30) fluidisch voneinander trennt, wobei das Spaltrohr (50; 50'; 50") von einem Faserverbundkörper (52) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spaltrohr-Axialspannvorrichtung (70; 170; 270) vorgesehen ist, durch die das Spaltrohr (50; 50'; 50'') dauerhaft axial vorgespannt ist.An automotive electric traction motor (10) having a liquid-cooled motor stator (20), a dry-running motor rotor (30), and a fluid-tight can (50; 50';50") fluidically isolating the motor stator (20) and motor rotor (30) from one another separates, the split tube (50; 50';50") being formed by a fiber composite body (52), characterized in that a split tube axial clamping device (70; 170; 270) is provided, through which the split tube (50; 50';50'') is permanently axially prestressed. Der elektrische Kraftfahrzeug-Traktionsmotor (10) nach Anspruch 1, wobei die Spaltrohr-Axialspannvorrichtung (70; 170) einen axial verschiebbaren Axialspannring (72; 172) aufweist, mit dem ein Längsende des Spaltrohrs (50; 50') zugfest verbunden ist und der durch ein Spannelement (84) axial positionierbar ist.The electric motor vehicle traction motor (10) according to claim 1 , wherein the split tube axial clamping device (70; 170) has an axially displaceable axial clamping ring (72; 172) to which a longitudinal end of the split tube (50; 50') is connected in a tension-proof manner and which can be positioned axially by a clamping element (84). Der elektrische Kraftfahrzeug-Traktionsmotor (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei mindestens ein Längsende des Faserverbundkörpers (52) des Spaltrohrs (50') durch eine Klemmanordnung (160) kraftschlüssig gehalten ist.The electric motor vehicle traction motor (10) according to one of the preceding claims, wherein at least one longitudinal end of the fiber composite body (52) of the can (50') is held in a non-positive manner by a clamping arrangement (160). Der elektrische Kraftfahrzeug-Traktionsmotor (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 oder 2, wobei an mindestens einem Längsende der Faserverbundkörper (52) des Spaltrohrs (50; 50") mehrere Halteöffnungen (76) aufweist, die durch korrespondierende Haltebolzen (74) gehalten werden.The automotive electric traction motor (10) of any preceding Claims 1 or 2 , wherein at least one longitudinal end of the fiber composite body (52) of the can (50; 50") has a plurality of holding openings (76) which are held by corresponding holding bolts (74). Der elektrische Kraftfahrzeug-Traktionsmotor (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Spaltrohr (50') an mindestens einem Längsende trichterartig aufgeweitet ist, sodass der Innenradius (RE) an dem aufgeweiteten Längsende des Faserverbundkörpers (52) größer ist als der Innenradius (RM) in der axialen Mitte des Spaltrohrs (50').The electric motor vehicle traction motor (10) according to any one of the preceding claims, wherein the can (50') is widened like a funnel at at least one longitudinal end, so that the inner radius (RE) at the widened longitudinal end of the fiber composite body (52) is larger than the inner radius ( RM) in the axial center of the can (50'). Der elektrische Kraftfahrzeug-Traktionsmotor (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Axial-Spannvorrichtung (270) von mehreren Spannöffnungen (276) in dem Faserverbundkörper (52) und einem Keilelement (280) gebildet wird, das jeweils in eine Spannöffnung (276) radial eingreift und in radialer Richtung angezogen werden kann.The electric motor vehicle traction motor (10) according to one of the preceding claims, wherein the axial tensioning device (270) is formed by a plurality of tensioning openings (276) in the fiber composite body (52) and a wedge element (280) which is inserted into a tensioning opening (276 ) engages radially and can be tightened in the radial direction. Der elektrische Kraftfahrzeug-Traktionsmotor (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei an mindestens einem Längsende des Spaltrohrs (50; 50'; 50'') radial an der Innenseite des Faserverbundkörpers (52) ein Fluiddichtring (81) vorgesehen ist.The electric motor vehicle traction motor (10) according to one of the preceding claims, wherein a fluid sealing ring (81) is provided on at least one longitudinal end of the can (50; 50'; 50'') radially on the inside of the fiber composite body (52). Der elektrische Kraftfahrzeug-Traktionsmotor (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 3 oder 5-7, wobei die Klemmanordnung (160) einen äußeren Klemmring (162) und einen inneren Klemmring (162") aufweist wobei radial zwischen den beiden Klemmringen (162,162") der betreffende Endbereich des Faserverbundkörpers (52) verklemmt ist.The automotive electric traction motor (10) of any preceding claims 3 or 5 - 7 wherein the clamping arrangement (160) has an outer clamping ring (162) and an inner clamping ring (162"), the relevant end region of the fiber composite body (52) being clamped radially between the two clamping rings (162,162"). Der elektrische Kraftfahrzeug-Traktionsmotor (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2-8, wobei zwischen dem Axialspannring (72; 172) und einem Führungsflansch (12) des Motorgehäuses (11) eine Spannring-Dichtung (80) angeordnet ist.The automotive electric traction motor (10) of any preceding claims 2 - 8th , A clamping ring seal (80) being arranged between the axial clamping ring (72; 172) and a guide flange (12) of the motor housing (11).
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